نقش اکسیداز انتهایی پلاستی در تحمل به خشکی جو

خشکی مهم ترین عامل ایجاد محدودیت در رشد و عملکرد گیاهان زراعی در بسیاری از مناطق دنیا است. به منظور بررسی اثر تنش خشکی ملایم وشدید بر فتوسنتز در گیاه جو و نقش اکسیداز انتهایی پلاستی ‭PTOX ‬در پاسخ به شرایط تنش خشکی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی بر روی ارقام زراعی یوسف و موروکو و اکوتیپ جو وحشی در سه سطح کنترل (آبیاری ‮‭70‬ درصد ظرفیت نگهداری آب خاک)، تنش ملایم (‮‭30‬ درصد) و تنش شدید (‮‭10‬ درصد) طراحی شد. آبیاری تا مرحله دو برگی انجام گرفت. سپس آبیاری برای گیاهان تحت تنش تا رسیدن به تنش مورد نظر قطع شد. نمونه برداری از برگ کاملا توسعه یافته جهت بررسی های فیزیولوژیک و مولکولی انجام شد. تنش خشکی وضعیت آبی گیاه را به صورت معنی داری تحت تاثیر قرار داد و سبب کاهش محتوی آب نسبی و افزایش پتانسیل آبی و اسمزی و نهایتا دمای برگ شد. تحت شرایط تنش خشکی افزایش در میزان پراکسید هیدروژن و متعاقب آن افزایش در میزان نشت الکترولیتی و افزایش غلظت مالون دی آلدهید مشاهده شد که این تغییرات در رقم موروکو مشهودتر بود. سیستم های آنتی اکسیدانی آنزیمی (کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پراکسیداز) و غیر آنزیمی (آسکوربات کل و احیا، آلفا توکوفرول) در شرایط تنش به ویژه در رقم یوسف و اکوتیپ وحشی افزایش نشان داد. همچنین میزان تجمع مواد محلول سازگار مانند گلوکز، فروکتوز، ساکاروز و پرولین در رقم یوسف در مقایسه با سایر ارقام افزایش بیشتری یافت. به علاوه میزان رنگیزه های کلروفیل ‭a ‬و‭b ‬در شرایط تنش کاهش نشان داد. تنش خشکی باعث کاهش معنی دار در هدایت روزنه ای و به دنبال آن افزایش دمای برگ شد. پارامترهای کینتیک سریع فلورسانس کلروفیل ‭a ‬از جمله فلورسانس پایه، میزان مراکز فعال واکنش، کارایی کمپلکس تجزیه کننده آب، کارایی واکنش های فتوشیمیایی اولیه، کارایی انتقال الکترون، میزان اتلاف انرژی، بازده کووانتومی و شاخص کارایی نیز تحت تنش خشکی دچار تغییر شدند که این تغییرات به ویژه در رقم موروکو مشهود تر بود. همچنین منحنی گذار فلورسانس کلروفیل ‭a (OJIP-test) ‬در رقم موروکو در شرایط تنش، افزایش زیادی در شدت فلورسانس در مراحل O، J، ‭I ‬و ‭P ‬را نسبت به سایر ارقام نشان داد. مطابق با این نتایج، استفاده از اکتیل گالات ‮‭20‬ میکرومولار به عنوان مهار کننده اختصاصی فعالیت ‭PTOX‬، بر وابستگی زیاد وضعیت ردوکس مخزن پلاستوکینون به عملکرد ‭PTOX ‬و نقش کلیدی این پروتیین دراکسید نگه داشتن مخزن پلاستوکینون در اکوتیپ وحشی در شرایط تنش خشکی شدید دلالت نمود. در حالی که در اکوتیپ وحشی، تنش خشکی شدید سبب افزایش معنی دار در بیان ژن و سطح پروتیین ‭PTOX ‬شد، بیان ژن و سطح پروتیین اکسیداز انتهایی پلاستی تغییری در دو رقم یوسف و موروکو نشان نداد. نتایج حاضر بیانگر آن است که عملکرد این پروتیین دراکسید نگه داشتن مخزن پلاستوکینون در اکوتیپ وحشی در شرایط تنش خشکی نقش مهمی ایفا می نماید. کلمات کلیدی: اکسیداز انتهایی پلاستی، تنش خشکی، جو، فتوسنتز، کینتیک سریع فلورسانس کلروفیل ‭a